EP0901852B1 - Kolben für eine Warmkammer-Druckgiessmachine - Google Patents

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EP0901852B1 EP19970810643 EP97810643A EP0901852B1 EP 0901852 B1 EP0901852 B1 EP 0901852B1 EP 19970810643 EP19970810643 EP 19970810643 EP 97810643 A EP97810643 A EP 97810643A EP 0901852 B1 EP0901852 B1 EP 0901852B1
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sealing ring
casting cylinder
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/203—Injection pistons

Definitions

  • the present invention relates to an axially displaceable piston for use in a Casting cylinder of a die casting machine with a piston groove for receiving the ring land a sealing ring provided with a slot, the slot as a step slot is formed, the slot surfaces extending in the circumferential direction and in Sealing step transition surfaces which can be displaced relative to one another in the circumferential direction form.
  • At least two ring segments are loosely arranged in the ring groove, which are during the working stroke of the piston through the liquid metal flowing through the channels to the inner jacket of the casting cylinder are pressed and thus act as a sealing ring.
  • liquid metal is also between the piston and The casting cylinder can penetrate towards the piston rod and solidify with the possible destruction of pistons and casting cylinders; in addition, the manufacture of the Pistons extremely complicated and expensive.
  • a piston for a casting cylinder of a cold chamber die casting press is known, in which a cap with an annular groove through which a coolant flows is arranged.
  • a slot-shaped sealing ring engages in the ring groove, wherein the slot is designed as a step slot, the slot surfaces in Sealing step transition surfaces running circumferentially and displaceable in the circumferential direction form.
  • the cap ends in an approach that successively the annular groove, has an annular web and a boundary surface, the sealing ring with its Ring web and its ring groove accordingly in the ring groove and in the ring web of Approaches and with its boundary surface the ring web of the approach comprising radially opposite the boundary surface of the approach from the front
  • tests have shown that such a piston can be used in one Casting cylinder of a hot chamber die casting machine is unsuitable.
  • the invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages described and a piston for use in a casting cylinder of a hot chamber die casting machine to create the one with simple and not expensive construction secure sealing guaranteed.
  • the piston should also have a sealing ring, which is characterized by a good sealing effect and is easy to replace, because in the case If the metal is solidified, only the sealing ring is damaged shall be.
  • the object is achieved by a piston with the features specified in claim 1 solved.
  • the piston according to claim 2 when casting metal is solidified, first the sealing ring is damaged so that only this needs to be replaced. With a Piston according to claim 3, the sealing ring constantly exerts a pressing force on the Casting cylinder out.
  • the piston according to claim 4 is particularly suitable for potting Suitable zinc alloys.
  • the piston 1 made of steel with its piston body 2 (FIG. 1) is also only indicated made of steel casting cylinder 3 (Fig. 5) axially.
  • the piston body 2 goes About a cone part 4 in the piston rod 5, with a drive, not shown for the axial movement is connected between a piston web 6 with bevel 7, the passes into a stop 8, and a piston groove 9 is attached to the piston body 2 2 to 4 show the sealing ring 11 made of spring steel with a slot 10 in the relaxed rest position, in which its outer diameter is larger than that Is the inside diameter of the casting cylinder and wherein the ring body 12 is an annular web 13 having.
  • the slot 10 is designed as a step slot, the slot surfaces 14, 15, 16, 17, 18, 19 extending in the circumferential direction and displaceable relative to one another in the circumferential direction, form sealing step transition surfaces 15, 18.
  • the sealing ring 11 In the relaxed rest position, the sealing ring 11 lies with the open slot 10 above it Piston web 6 of the piston 1 (FIG. 5) before it is inserted into the casting cylinder 3.
  • the sealing ring 11 When inserting the piston 1 into the casting cylinder 3, the sealing ring 11 is through the Tapered surface 20 pressed into its working position (Fig. 6), in which the Sealing ring 11 from the casting cylinder 3 with the ring body 12 against the piston web 6 and is pressed with the ring web 13 into the piston groove 9, but itself because of its spring property exerts a counterforce on the casting cylinder.
  • the inside diameter of the Casting cylinder 3, the outer diameter of the sealing ring 11 and the outer diameter of the piston body 2 are almost identical, but in the above Order should be minimally smaller.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen axial verschiebbaren Kolben zum Einsatz in einem Giesszylinder einer Druckgiessmaschine mit einer Kolbennut zur Aufnahme des Ringsteges eines mit einem Schlitz versehenen Dichtungsringes, wobei der Schlitz als Stufenschlitz ausgebildet ist, dessen Schlitzflächen in Umfangsrichtung verlaufende und in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbare, dichtende Stufen-Übergangsflächen bilden.
Bei einer Warmkammer-Druckgiessmaschine ist es bekannt, in einem mit der zu vergiessenden Schmelze gefüllten Tiegel einen senkrecht stehenden Giesszylinder anzuordnen, in dem ein Kolben axial verschiebbar gelagert ist. In der obem Hälfte sind im Giesszylinder Einflussöffnungen für die Schmelze und unten ist eine Ausflussöffnung angebracht, die über ein Steigrohr mit der Giessform verbunden ist. Somit strömt bei jeder Aufwärtsbewegung des Kolbens eine bestimmte Menge Schmelze in den Giesszylinder, die bei der nachfolgenden Abwärtsbewegung in die Giessform gedrückt wird.
Das Problem bei einer Warmkammer-Druckgiessmaschine besteht nun darin, Aussendurchmesser des Kolbens und Innendurchmesser des Giesszylinders so aufeinander abzustimmen, dass die Axialbewegung des Kolbens optimal erfolgen kann. Bei zu grossem Kolbendurchmesser klemmt der Kolben, während bei zu kleinem Kolbendurchmesser Schmelze zwischen Kolben und Giesszylinder eindringt und sich verfestigen kann, was in beiden Fällen zur frühzeitigen Zerstörung des Kolbens oder zusätzlich auch des Giesszylinders führen kann. Um dies zu verhindern, ist in der US-PS 5 350 007 eine Warmkammer-Druckgiessmaschine offenbart, bei der die Kolbenoberfläche mindestens eine Ringnut aufweist, die über Radialkanäle mit einem zur Stirnseite des Kolbens führende Axialkanal verbunden ist. Dabei sind in der Ringnut mindestens zwei Ringsegmente lose angeordnet, die beim Arbeitshub des Kolbens durch das durch die Kanäle fliessende flüssige Metall an den Innenmantel des Giesszylinders angedrückt werden und somit als Dichtungsring wirken. Der Nachteil dieser Lösung besteht aber darin, dass flüssiges Metall auch zwischen Kolben und Giesszylinder in Richtung zur Kolbenstange hin eindringen und sich verfestigen kann mit der möglichen Zerstörung von Kolben und Giesszylinder; zusätzlich ist die Fertigung des Kolbens äusserst kompliziert und teuer. Weiter ist aus der EP-PS 0 423 413 ein Kolben für einen Giesszylinder einer Kaltkammer-Druckgiesspresse bekannt geworden, bei dem auf einem von einem Kühlmittel durchflossenen Trägerkörper eine Kappe mit einer Ringnut angeordnet ist. In die Ringnut greift ein mit einem Schlitz versehener Dichtungsring ein, wobei der Schlitz als Stufenschlitz ausgebildet ist, dessen Schlitzflächen in Umfangsrichtung verlaufende und in Umfangsrichtung verschiebbare, dichtende Stufen-Übergangsflächen bilden. Die Kappe endet in einem Ansatz, der nacheinander die Ringnut, einen Ringsteg und eine Begrenzungsfläche aufweist, wobei der Dichtungsring mit seinem Ringsteg und seiner Ringnut entsprechend in die Ringnut und in den Ringsteg des Ansatzes eingreift und mit seiner Begrenzungsfläche den Ringsteg des Ansatzes umfassend der Begrenzungsfläche des Ansatzes frontseitig radial gegenübersteht Versuche haben aber gezeigt, dass ein solcher Kolben für den Einsatz in einem Giesszylinder einer Warmkammer-Druckgiessmaschine ungeeignet ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und einen Kolben zum Einsatz in einem Giesszylinder einer Warmkammer-Druckgiessmaschine zu schaffen, der bei einfacher und nicht teurer Konstruktion eine sichere Abdichtung gewährleistet. Der Kolben soll weiter einen Dichtungsring aufweisen, der sich durch gute Dichtwirkung auszeichnet und einfach auswechselbar ist, da im Falle einer Beschädigung bei einer Verfestigung von Metall nur der Dichtungsring beschädigt werden soll.
Die Aufgabe wird durch einen Kolben mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Beim Kolben gemäss Anspruch 2 wird bei einer Verfestigung von Giessmetall zuerst der Dichtungsring beschädigt, so dass nur dieser ausgewechselt werden muss. Mit einem Kolben gemäss Anspruch 3 übt der Dichtungsring beständig eine Anpresskraft auf den Giesszylinder aus. Der Kolben gemäss Anspruch 4 ist besonders zum Vergiessen von Zinklegierungen geeignet.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht auf einen Kolben, der noch nicht mit einem Dichtungsring versehen ist,
Fig. 2
eine seitliche, stark vergrösserte Ansicht von aussen auf den Dichtungsring,
Fig. 3
eine Seitenansicht von innen auf den Dichtungsring,
Fig. 4
eine Ansicht von oben auf den Dichtungsring,
Fig. 5
die Ansicht wie in Fig. 1, aber mit auf dem Kolben aufgesetzten Dichtungsring vor dem Einsetzen in den Giesszylinder und
Fig. 6
die Ansicht wie in Fig. 5, wenn der Kolben im Giesszylinder eingesetzt ist.
Der Kolben 1 aus Stahl ist mit seinem Kolbenkörper 2 (Fig. 1) im nur angedeuteten, ebenfalls aus Stahl bestehendem Giesszylinder 3 (Fig. 5) axial geführt. Der Kolbenkörper 2 geht über einen Kegelteil 4 in die Kolbenstange 5 über, die mit einem nicht dargestellten Antrieb für die Axialbewegung verbunden ist Zwischen einem Kolbensteg 6 mit Abschrägung 7, der in einen Anschlag 8 übergeht, und dem Kolbenkörper 2 ist eine Kolbennut 9 angebracht Die Fig. 2 bis 4 zeigen den mit einem Schlitz 10 versehenen Dichtungsring 11 aus Federstahl in der entspannten Ruhelage, in welcher sein Aussendurchmesser grösser als der Innendurchmesser des Giesszylinders ist und wobei der Ringkörper 12 einen Ringsteg 13 aufweist. Der Schlitz 10 ist als Stufenschlitz ausgebildet, dessen Schlitzflächen 14, 15, 16, 17, 18, 19 in Umfangsrichtung verlaufende und in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbare, dichtende Stufen-Übergangsflächen 15, 18 bilden.
In der entspannten Ruhelage liegt der Dichtungsring 11 mit offenem Schlitz 10 über dem Kolbensteg 6 des Kolbens 1 (Fig. 5), bevor dieser in den Giesszylinder 3 eingesetzt wird. Beim Einsetzen des Kolbens 1 in den Giesszylinder 3 wird der Dichtungsring 11 durch die Kegelmantelfläche 20 in seine Arbeitsstellung zusammengepresst (Fig. 6), in welcher der Dichtungsring 11 vom Giesszylinder 3 mit dem Ringkörper 12 gegen den Kolbensteg 6 und mit dem Ringsteg 13 in die Kolbennut 9 gedrückt wird,selbst aber wegen seiner Federeigenschaft eine Gegenkraft auf den Giesszylinder ausübt. Der Innendurchmesser des Giesszylinders 3, der Aussendurchmesser des Dichtungsringes 11 und der Aussendurchmesser des Kolbenkörpers 2 stimmen beinahe überein, wobei sie aber in der genannten Reihenfolge minimal kleiner sein sollen.

Claims (4)

  1. Axial verschiebbarer Kolben zum Einsatz in einem Giesszylinder einer Druckgiessmaschine mit einer Kolbennut (9) zur Aufnahme des Ringsteges (13) eines mit einem Schlitz (10) versehenen Dichtungsringes (11), wobei der Schlitz als Stufenschlitz ausgebildet ist, dessen Schlitzflächen (14, 15, 16, 17, 18, 19) in Umfangsrichtung verlaufende und in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbare, dichtende Stufen-Übergangsflächen (15, 18) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) zum Einsatz in einer Warmkammer-Druckgiessmaschine ungekühlt ausgebildet ist und dass die Kolbennut (9) zwischen dem Ende eines Kolbenkörpers (2) und einem Kolbensteg (6) gebildet ist, derart dass der Dichtungsring (11) mit seinem Ringsteg (13) in die Kolbennut (9) eingreift und mit seinem Ringkörper (12) nur noch auf dem Kolbensteg (6) aufliegt.
  2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei in den Giesszylinder (3) eingesetztem Kolben (1) der Aussendurchmesser des Kolbenkörpers (2) minimal kleiner als der Aussendurchmesser des Dichtungsringes (11) und dieser minimal kleiner als der Innendurchmesser des Giesszylinders (3) ist.
  3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (11) aus Federstahl besteht und in der entspannten Ruhelage einen grösseren Aussendurchmesser als der Innendurchmesser des Giesszylinders (3) aufweist.
  4. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (11) aus hochlegiertem, warmfesten Federstahl besteht.
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